塑料是藝術之為主要成分,在一定溫度和壓力下塑造成一定形狀,并在常溫下能保持既定形狀的高分子有機材料。塑料質(zhì)輕、強度高。一般密度在0.9-2.3g/mm3,是鋼鐵的1/8-1/4,鋁的1/2、友誼的電絕緣性能、優(yōu)良的化學穩(wěn)定性能、減摩耐磨性好、透光及防護性能好、減震消音性能好等。塑料按表面受熱后的性能分為熱固性須潦和熱塑性塑料
熱固性塑料特點:在一定溫度下經(jīng)過一段時間加熱、加壓或加入硬化劑后發(fā)生化學反應而硬化,硬化后的塑料化學結構發(fā)生變化,質(zhì)地堅硬、不溶于溶劑,加熱后不再軟化,如溫度過高則就分解。如酚醛塑料(俗稱電木粉),環(huán)氧塑料(EP)等。
熱塑性塑料特點:受熱后發(fā)生物態(tài)變化由固體軟化或溶化成粘流體狀態(tài),但冷卻后又可變硬而成固體,且過程可多次反復。塑料本身的分子結構不發(fā)生變化。如聚乙烯塑料(PE)、聚氯乙烯塑料(PVC)。
塑料的分類 | 概念 | 塑料料 | |||
按用途分類 | 工程塑料 | 泛指一些具有制造機械零件或工程結構等工業(yè)質(zhì)量的塑料 | PA,PC,POM,ABS,PPO,PBT | ||
通用塑料 | 只具塑料材料的一般特性,而不能代替機械或工程結構性的塑料材料 | PVC,PS,酚醛,氨基塑料 | |||
按照物理化學性能 | 熱塑性塑料 | 可以多次重復加熱變軟冷卻結硬成形的塑料 | PA,PC,POM,ABS,PPO,PBT,PVC,PS | ||
熱固性塑料 | 經(jīng)加熱固化后不再熱作用下變軟而重復成形的塑料特點.只能一次性使用的合成樹脂制得 | 酚醛,氨基,環(huán)氧和樹脂 | |||
塑料的組成 | 樹脂,填充劑,增塑劑,著色劑,穩(wěn)定劑,潤滑劑等 | | |||
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影響塑料件質(zhì)量的原因 | 1,產(chǎn)品設計原故 2,塑料模具設計制作 3,塑料原料性能及質(zhì)量 4,調(diào)機參數(shù) | | |||
調(diào)機參數(shù) | 溫度 | a.料筒溫度 b.噴嘴溫度 c.模具溫度 | | ||
壓力 | a.鎖模壓力 b.注射壓力 c.保壓 d.背壓 | | |||
速度 | a.螺桿轉(zhuǎn)速 b.閉模速度 c.注射速度 d.開模速度 | | |||
時間 | a 注射時間 b保壓時間 c冷卻時間 | | |||
影響塑料料流動性因素 | 1.塑料品種 2.模具結構 3. 成型工藝 4.吸濕性,熱敏性及揮發(fā)物含量 5.結晶性 6.應力開裂和熔體開裂 7.定型速度 | ||||
PC料(聚碳酸酯)
優(yōu)點:1。 具有高強度及彈性系數(shù)、高沖擊強度、使用溫度范圍廣
2.高透明性及自由染色性 3。耐疲勞性佳 4。電器特性優(yōu) 5。成型收縮率低、尺寸安定性良好
缺點:1。水解性 2。抗化學性、缺口效應 3。成品設計不良易產(chǎn)生內(nèi)應力的問題
化學和物理特性:PC是一種非晶體工程材料,具有特別好的抗沖擊強度、熱穩(wěn)定性、光澤度、抑制細菌特性、阻燃特性以及抗污染性。 PC的缺口伊估德沖擊強度(otched Izod impact stregth)非常高,不能過且收縮率很低,一般為0.1%~0.2%。PC有很好的機械特性,但流動性較差,因此這種材料的注塑過程較困難。在選用何種品質(zhì)PC材料時,要以產(chǎn)品的最終期望為基準。如果塑件要求有較高的抗沖擊性,那么就是用地流動率的PC材料;反之,可以使用高流動率的PC材料,這樣可以優(yōu)化注塑過程。
ABS料(丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物,俗稱:超不碎膠)
優(yōu)點:1。堅硬、易押出 2。難燃 3。易染色 4。耐沖擊 5。表面性佳
缺點:1。耐溶劑性差 2。低介電強度 3。低拉伸率
成型特點:1。無定型料,流動性中等,吸濕大,必須充分干燥,表面要求光澤的塑料需長時間預熱干燥80-90度,3小時 2。宜取高料溫高模溫,精度較高的模件,模溫宜取50-60度,對高光澤耐熱塑件,模溫宜取60-80度
化學和物理特性
ABS是由丙烯晴,丁二烯和苯乙烯三種化學單體合成。每種彈體都具有不同特性:丙烯晴有高強度、熱穩(wěn)定性及化學穩(wěn)定性;丁二烯具有堅韌性、抗沖擊特性;苯乙烯具有易加工高光潔度及高強度。從形態(tài)上看ABS是非結晶性材料。三種單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相的三元共聚物,一個是苯乙烯丙烯晴的連續(xù)相,另一個是聚丁二烯橡膠分散相。 ABS的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結構。這就可以在產(chǎn)品設計上具有很大的靈活性,并且由此產(chǎn)生了市場上百種不同品質(zhì)的ABS材料。這些不同品質(zhì)的材料提供了不同的特性,例如從中等到高等的抗沖擊性,從低到高的光潔度和高溫扭曲性等。ABS材料具有超強的易加工型,外觀特性,低蠕變性和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性以及很高的抗沖擊強度。
PS料(聚苯乙烯)
(通用級聚苯乙烯GPPS,俗稱:硬膠; 高沖擊聚苯乙烯 HIPS,俗稱:超不碎膠)
成型特點:1。無定型料,吸濕小,不需充分干燥,不易分解,但是熱膨脹系數(shù)大,易產(chǎn)生內(nèi)應力,流動性好,可用螺栓或柱塞式注射劑成型 2。宜用高料溫,高模溫,低注射壓力、延長注射時間有助于減少內(nèi)應力。防止縮孔、變形。
化學和物理特性:
大多數(shù)商業(yè)用的PS都是透明的、非晶體材料。PS具有非常好的幾何穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、光學透過特性、電絕緣特性以及很微小的吸濕傾向。它能夠抵抗水、稀釋的無機酸,但能夠被強氧化酸如濃硫酸所腐蝕,并且能夠在一些有機溶劑中膨脹變形。典型的收縮率在0.4~0.7%之間。
POM(聚甲醛,俗稱:塑鋼)
結晶性熱可塑料,熔點165-175度,性質(zhì)最接近金屬。
優(yōu)點:1。具有高機械強度和剛性 2。最高的疲勞強度 3。高環(huán)境抵抗性、耐有機溶劑性佳 4。耐反復沖擊性強 5。廣泛的使用溫度范圍(-40~120度) 6。良好的電氣性質(zhì) 7。復原性良好 8。具有自我的潤滑性、耐磨性良好 9。尺寸安定性優(yōu)
缺點:1。加工過程若長時間高溫下易引起熱分解 2。無自熄性 3??顾嵝圆?/span> 4。成形收縮率大
化學和物理特性:
POM是一種堅韌有彈性的材料,即使在低溫下仍有很好的抗蠕變特性、幾何穩(wěn)定性和抗沖擊特性。POM既有均聚物材料也有共聚物材料。均聚物材料具有很好的延展強度、抗疲勞強度,但不易加工。共聚物材料有很好的熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性并且易于加工。無論均聚物材料還是共聚物材料,都是結晶性材料并且不易吸收水分。POM的高結晶程度導致它有相當高的收縮率,可高達到2~3.5%。對于各種不同的增強型材料有不同的收縮率。
PVC(聚氯乙烯)
化學和物理特性: 剛性PVC是使用最廣泛的塑料材料之一。PVC材料是一種非結晶材料。PVC材料在實際使用中經(jīng)常加入穩(wěn)定劑、潤滑劑、輔助加工機、色料、抗沖擊劑及其他添加劑。PVC材料具有不易燃性、高強度、耐氣候變化性以及優(yōu)良的幾何穩(wěn)定性。PVC對氧化劑、還原劑和強酸都有很強的抵抗力。然而它能夠被弄氧化酸如濃硫酸,濃硝酸所腐蝕并且也不適用于與芳香烴、氯化烴接觸的場合。PVC在加工時榮華溫度是一個非常重要的工藝參數(shù),如果此參數(shù)不當將導致材料分解的問題。PVC的流動性相當差,其工藝范圍很窄。特別是大分子量的PVC材料更難于加工(這種材料通常要加入潤滑劑改善流動特性),因此通常使用的都是小分子量的PVC材料。PVC的收縮率相當?shù)停话銥?/span>0.2~0.6%。
PE(聚乙烯)
A. 是世界上產(chǎn)量最大,應用最多的塑料,其產(chǎn)量占世界塑料的30%
B. 其結構為長鏈形結構或支鏈性結構,是典型的結晶聚合物
C. 武丑無毒無味的可燃性白色粉末,外觀呈浮白色
D. 電絕緣性能優(yōu)異,宜制高頻電纜絕緣層
E. 具有較高的化學穩(wěn)定性
F. 耐低溫性能良好,可制作農(nóng)用薄膜,包裝袋
PE-HD (高密度聚乙烯,俗稱硬性軟膠,開力士)
耐皺冷驟熱性較差機械強度,硬度較高耐寒性較好,熱變形溫度低,耐磨性,不透水性。
最突出的電絕緣性優(yōu)良,搞化學藥品性都優(yōu)于高壓聚乙烯,耐溶性亦比高壓的好,室溫下幾乎不被任何溶劑作用(除少數(shù)幾種溶劑能使其軟化,加膠分解,耐酸、堿(除強硝酸),介電性能好(與溫度、濕度、頻率無關)
吸濕性小,不需干燥,流動性好且對壓力變化敏感,加熱時間長為發(fā)生分解燒傷、冷卻速度慢,成型及司長縮率范圍及收縮值大,宜高壓注射,不宜直澆口,質(zhì)軟易脫模。
化學和物理特性:
PE-HD的高結晶導致了它的高密度、抗張力強度、高溫扭曲溫度、粘性以及化學穩(wěn)定性。PE-HD比PE-LD有更強的抗?jié)B透性。PE-HD的抗沖擊強度較低。PE-HD的特性主要由密度和分子量分布所控制。適用于注塑模的PE-HD分子量分布很窄。對于密度為0.91~0.925g/cm3,我們稱之為第一類型PE-HD;對于0.926~0.94g/cm3,稱之為第二類型的PE-HD;對于密度為0.94~0.965g/cm3.稱之為第三類型PE-HD。該材料的流動特性很好,MFR為0.1到28 之間。分子量越高,PH-LD的流動特性越差,但是有更好的抗沖擊強度。PE-LD是半結晶材料,成型后收縮率較高,在1.5~4%之間。PE-HD很容易發(fā)生環(huán)境應力開裂現(xiàn)象??梢酝ㄟ^使用很低流動特性的材料以減小內(nèi)部應力,從而減輕開裂現(xiàn)象。PE-HD當溫度高于60度很容易在烴類溶劑中溶解,但其抗溶解性比PE-LD還要好一些。
PE-LD(低密度聚乙烯,俗稱軟膠,花料,筒料)
機械性能低,柔軟性,伸長率,耐沖擊性,透光性等比重,低壓聚乙烯好,大量用作激素包裝薄膜,薄片,包裝容器,涂層,電線電纜包皮和軟性注塑,擠塑件。
有優(yōu)良的電絕緣性能和耐化學性能,加膠分解,耐酸、堿(除強硝酸),介電性能好。易成形。
化學和物理特性:
商業(yè)用的PE-LD材料的密度為0.91~0.94g/cm3。PE-LD對氣體和水蒸汽具有滲透性。PE-LD的熱膨脹系數(shù)很高不適合加工長期使用的制品。如果PE-LD的密度在0.91~0.924g/cm3之間,那么其收縮率在2-5%之間;如果密度在0.926~0.94g/cm3之間,那么其收縮率在1.5%~4%之間。當前實際的收縮率還要取決于注塑工藝參數(shù)。PE-LD在室溫下可以抵抗多種溶劑,但是芳香烴和氯化烴溶劑可使其膨脹。同PE-HD類似,PE-LD容易發(fā)生環(huán)境應力開裂現(xiàn)象。
PP(聚丙烯,俗稱百折膠)
是通用塑料中耐熱最高產(chǎn)一種,屈服強度高,有較高的彎曲勞壽命。收縮率較大,耐沖擊強度隨溫度變化而變化,剛性不足,易燃。
化學性質(zhì)穩(wěn)定,介電性能好,有較好的高化學藥品浸蝕性,能耐80度以下的無機酸,堿液、鹽類及很多有機溶劑的浸泡,吸水性也極少。
在熔點下有較好的流動性,成型性能好。
化學和物理特性:PP是一種半結晶性材料,它比PE要更堅硬并且有更高的熔點。由于均聚物型的PP溫度高于0度以上時非常脆,因此許多商業(yè)的PP材料是加入1~4%乙烯的無規(guī)則共聚物或更高比率乙烯含量的鉗斷式共聚物。共聚物型的PP材料有較低的熱扭曲溫度(100度)、低透明度、低剛性,但是有更強的抗沖擊強度。PP的強度隨著乙烯含量的增加而強大。PP的為卡軟化溫度為150度。由于結晶度較高,這種菜倆噢的表面剛度和抗劃痕特性很好。PP不存在環(huán)境應力開裂問題。通常,采用玻璃纖維、金屬添加劑或熱塑橡膠的方法對PP進行改性。對于相同MFR的材料,共聚物型的強度比均聚物型的要高。由于結晶,PP的收縮率相當高,一般為1.8~2.5%。并且收縮率的方向均勻性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加劑可以使收縮率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有優(yōu)良的抗吸濕性、抗酸堿腐蝕性、抗溶解性。然而,它對芳香烴(如苯)溶劑、氯化烴(四氯化碳)溶劑等沒有抵抗力。PP也不象PE那樣在高溫下仍具有抗氧化性。
PPE 聚丙乙烯
化學和物理特性:
通常,商業(yè)上提供的PPE或PPO材料一般都混入了其他熱塑性材料如PS、PA等。這些混合材料一般仍稱之為PPE或PPO。混合型的PPE或PPO比純凈的材料有好得多的加工特性。特性的變化依賴于混合物如PPO和PS的比率。混入了PA66的混合材料在高溫習具有更強的化學穩(wěn)定性。這種材料的吸濕性很小,其制品具有優(yōu)良的幾何穩(wěn)定性。混入了PS的材料是非結晶性的,而混入了PA的材料是結晶性的。加入玻璃纖維添加劑可以使收縮率減小到0.2%。這種材料還具有優(yōu)連過的電絕緣特性和很do的熱膨脹系數(shù)。其黏性取決于材料中混合物的比率,PPO的比率增大將導致黏性增加。
PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯,俗稱亞加力)
化學和物理特性:
PMMA具有優(yōu)良的化學特性及耐氣候變化特性。白光的穿透性高達92%。PMMA制品具有很低的雙折射,特別適合制作影碟等。PMMA具有室溫蠕變特性。隨著負荷加大、時間增長,可導致應力開裂現(xiàn)象。PMMA具有較好的抗沖擊特性。
尺寸穩(wěn)定性高,良好的耐熱性、抗寒性、絕緣性好,表面電阻高中,質(zhì)較脆,表面硬度高(與鋁相當)由切口敏感性,加工要求高,對水分和溫度很敏感,堅韌而不以破碎,質(zhì)輕而不易變形,能耐不氧化酸、無機鹽、植物液、油、脂和弱堿;不耐強硫酸、強硝酸、強堿、醇、酮,肥溶于芳香烴等有機溶劑。
濕性低,成型收縮率小,尺寸穩(wěn)定性高,熱穩(wěn)定性差,熔融粘度大
PA6 聚酰胺6 或尼龍6
機械強度高韌性好,有較高的抗拉、摘壓強度,對沖擊、壓力、振動的吸收能力強,耐磨,滋潤滑性,耐疲勞,無毒,易成型。
耐腐蝕,有優(yōu)良電氯性能。
易吸水,耐旋光性較差,分子量大可澆鑄尼龍,強度高,可知復雜的在型或小型零件。
化學和物理特性:
PA6 的化學物理特性和PA66很相似,然而它的熔點較低,而且工藝溫度范圍很寬。它的抗沖擊性和抗溶解性比PA66要好,但吸濕性也更強。因為塑件的許多品質(zhì)都要受到吸濕性的影響,因此使用PA6 設計產(chǎn)品時要充分考慮到這一點。為了提高PA6的機械特性,經(jīng)常加入各種各樣的改性劑。玻璃就是最常見的添加劑,有時為了提高抗沖擊性還加入合成橡膠,如EPDM和SBR等。對于沒有添加劑的產(chǎn)品,PA6的收縮率在1~1。5%之間,加入玻璃纖維添加劑可以使收縮率降低到0.3% (但和流程相垂直的方向還要稍高一些)。成型組裝的收縮率主要受材料結晶度和吸濕性影響。實際的收縮率還和塑件設計、壁厚及其他工藝參數(shù)成函數(shù)關系。
PA66聚酰胺66或尼龍66
PA66 是塑料中機械強度最高,應用最廣的品種,結晶性強,硬熱性都高屈服強度較PA6和PA610大,吸水率達0.07;耐磨,拉伸定向處理后拉強度高。
不溶于弱堿、醇、酯、酮和汽油;溶于苯酚、濃硫酸及低分子有機酸,熔點低于PA1010;粘度低,流動性好得特點。
化學和物理特性: PA66 在聚酰胺材料中有較高的熔點。它是一種半晶體-晶體材料。PA66 較高溫度也能保持較強的強度和剛度。PA66 在成型后仍然具有吸濕性,其程度主要取決于材料的組成、壁厚以及環(huán)境條件。在產(chǎn)品設計時,一定要考慮吸濕性對幾何穩(wěn)定性的影響。為了提高PA66的機械特性,經(jīng)常加入各種各樣的改性劑。玻璃就是最常見的添加劑,有時為了提高抗沖擊性還加入合成橡膠,如EPDM和SBR等。PA66的粘性較低,因此流動性很好(但不如PA6)。這個性質(zhì)可以用來加工很薄的組件。它的粘度對溫度變化很敏感。PA66的收縮率在1~2%之間,加入玻璃纖維添加劑可以將收縮率降低到0.2~1%。收縮率在流程方向和與流程方向相垂直方向上的相異是較大的。PA66對許多溶劑具有抗溶性,但對酸和其他一些氯化劑的抵抗力較弱。
PA12 聚酰胺12 或尼龍12
化學和物理特性:PA12 是從丁二烴線性,半結晶-結晶熱塑性材料。它的特性和PA11 相似,但晶體結構不同。PA12 是很好的電器絕緣體并且和其它聚酰胺一樣不會因潮濕和增強特性方面的改良品種。和PA6 及PA66 相比,這些材料有較低的熔點和密度,具有非常高的回潮率。PA12對強氧化性酸無抵抗能力。PA12 的粘性主要取決于濕度、溫度和儲藏時間。它的流動性很好,收縮率在0.5~2%之間,這主要取決于材料品種、壁厚及其他工藝條件。
PBT聚對苯二甲酸丁二醇酯
化學和物理特性: PBT是最堅忍的工程熱塑材料之一,它是半結晶材料,有非常好的化學穩(wěn)定性,機械強度、電絕緣特性和熱穩(wěn)定性。這些材料在很廣的環(huán)境條件下都有很好的穩(wěn)定性。PBT張力強度為170Mpa。玻璃添加劑過多將導致材料變脆。PBT的:結晶很迅速,這將導致因冷卻不均勻而造成彎曲變形。對于有機玻璃添加劑類型的材料,流程方向的收縮率可以減小,但與流程垂直方向的收縮率基本上和普通材料沒有區(qū)別。一般材料收縮率在1.5~2.8%之間。含30%玻璃添加劑的材料收縮率0.3~1.6%之間。熔點(225度)和高溫變形溫度都比PET材料要低。為卡軟化溫度大約為170度。玻璃化轉(zhuǎn)換溫度(glass trasitip temperature)在22度到43度之間。由于PBT的結晶速度很高,因此它的粘性很低,塑件加工的周期時間一般也較低
PC+ABS料
優(yōu)點:1。增加了ABS耐熱性和尺寸穩(wěn)定性,改善PC低溫,提高后壁耐沖性,降低成本
2。物性均衡 3。成型性良好 4。優(yōu)異的沖擊強度 5。低溫人性好 6。耐熱性好
塑膠產(chǎn)品主要缺陷:
1. 披峰:由于注塑參數(shù)或模據(jù)的原因造成塑料飛邊,多在模具的分型面、頂針、滑塊等活動處
2. 縮水:當塑料熔體通過一個較薄的截面后,其壓力損失很大,很難保持很高的壓力來填充在較厚的截面而形成的凹坑
3. 熔接線(夾水線):塑膠熔體在型腔中流動時遇到阻礙物(型芯等物體時)熔體分量到繞過障礙物后不能良好的融合,而在塑膠表面形成一條明顯的線
4. 流紋:原料在模穴內(nèi)流動時在表面出現(xiàn)以水口為中心的年輪狀條紋
5. 缺膠(填充不足):因注射壓力不足或模腔內(nèi)排氣不良等原因使熔融樹脂無法到模腔內(nèi)的某個角落而造成的局部不滿膠的現(xiàn)象
6. 頂白(頂凸):由于產(chǎn)品脫模不良,產(chǎn)品表面受到強大的頂出力而產(chǎn)生的白印或凸起
7. 氣泡:A 由于原料在成型前為充分干燥,水在高溫的樹脂中期華而形成的氣泡 B 在產(chǎn)品壁較遠時,其外表面冷卻速度比中心部位的快隨著冷卻的進行,中心部的樹脂邊收縮邊向外擴張,使中心部填充不足而產(chǎn)生的真空氣泡
8. 燒焦:因排氣不良的原因產(chǎn)生焦化變黑
9. 變形:成型品因某些原因造成內(nèi)部殘留應力脫模后產(chǎn)生的變型
10. 裂痕:因內(nèi)應力或機械損傷而造成的產(chǎn)品的裂紋或細小的開裂,主要因為殘留應力,外部應力或環(huán)境產(chǎn)生的應力變形
11. 拉白:成型品脫模時由于鉤料的拉力大于頂桿的頂出力,而使產(chǎn)品某些部位產(chǎn)生的白化
12. 料花:由于原料在成型前為充分干燥,而形成的點狀或線狀花紋
13. 色差:產(chǎn)品表面呈現(xiàn)與標準樣品不一致的顏色